En stor del av de inandningsbara partiklar (PM10) som förekommer i stadsmiljö och längs allmänna vägarhar visat sig härröra från slitage av beläggningar, däck och bromsar, men även från sandning vintertid.En viktig källa är beläggningen, dels genom det slitage som framför allt dubbdäcksanvändning gerupphov till, men också genom användandet av friktionssand, som sliter på beläggningen. Problemet medhöga halter av inandningsbara partiklar har alltså sin bakgrund i framkomlighets- och trafiksäkerhetsåtgärdervintertid. Efter vintersäsongens slut sker upptorkning, behovet av gaturengöring ökar och isamband med detta brukar de högsta halterna av PM10 uppmätas.Vägdamm kan åtgärdas på flera sätt både vid källan och genom att förhindra direkta emissioner ochuppvirvling av redan bildade partiklar. Partikelhalterna påverkas förutom av källorna alltså även avtrafikantbeteenden, meteorologiska förhållanden och vinterväghållarens insatser.Detta projekt syftar därför till att:kartlägga de mått som har betydelse för en beläggnings dammbildande egenskaper, ge en kunskapsöversikt av effekten av olika driftrelaterade åtgärder mot inandningsbara partiklar, utveckla och utvärdera en instrumentprototyp som samlar upp deponerat PM10 och förelöpare till PM10 med syftet att utvärdera damningspotential från olika beläggningar, utforma strategiförslag för damningsminimerad vinter- och barmarksdrift för svenska förhållanden med de ovanstående punkterna som underlag.

A great deal of the inhalable particulate matter (PM10) problems in Sweden has been shown to result from wear particles from traffic, but also from winter sanding. The problem with high concentrations of PM10 thus originates in traffic safety and accessibility measures during winter. At the end of the winter season, the need for street cleaning increases and usually the highest levels of PM10 occur then. Road dust can be mitigated in several ways. For example, it is possible to adjust road surfaces so that they produce less amount of particles. Quality, quantity and handling of sand can be adjusted. To prevent suspension of particles from the road surface, they might be cleaned away or bound to the surface using dust-binders. Resulting problems concerning PM10 are thus connected to sources, road user behaviour, weather conditions and winter road operator actions. This project therefore aims at the following: - to survey the measures that are important for a road pavement's dust forming properties. - to provide a knowledge overview of the impact of various operational measures against inhalable particles. - to develop and evaluate an instrument collecting road dust to evaluate the potential of dust from various pavements to formulate policy proposals for dust minimised road operation of the Swedish road network.

Alternative URL: http://fudinfo.trafikverket.se/fud infoexternwebb/Publikationer/Publikationer_001201_001300/Publikation_001257/R701 .pdf

Sedan 2005 gäller en miljökvalitetsnorm för inandningsbara partiklar (PM10) i Sverige, baserad på ettEG-direktiv. I Sverige är vägdamm en viktig lokal källa till överskridanden av normen, vilketuppmärksammat dubbdäcksanvändningens negativa effekter, men även initierat forskning och utvecklingrörande andra sätt att minska bildning och spridning av vägdamm till vår omgivningsluft.Mer än 100 000 ton beläggning nöts bort varje säsong. En del av detta slitagematerial är redan frånbörjan inom den inandningsbara fraktionen, medan övrigt material har potential att malas ner av trafikentill fraktioner under 10 ?m. Att minska vägbeläggningars damningsbenägenhet är därför en tänkbaråtgärd som studerats i föreliggande projekt.Åtta vägbeläggningar av ABS-typ (asfaltsbetong, stenrik) har provats i VTI:s provvägsmaskin avseendepartikelbildning för att utröna dels inverkan av största stenstorlek, dels inverkan av stenmaterialetsegenskaper. Som komplement för att analysera inverkan av olika stenmaterials tekniska egenskaperanvändes data från ytterligare nio beläggningar testade inom andra projekt.Resultaten visar att större största stenstorlek generellt ger upphov till lägre partikelemissioner och attstenmaterialets kulkvarnsvärde är ett användbart mått för att uppskatta ett stenmaterials damningsbenägenhet.Inom beläggningar med 11 mm största stenstorlek kan kulkvarnsvärdet förklara 70 % avvariationen i PM10 vid 50 km/h. Resultaten är dock inte entydiga, vilket tyder på att vissa material kanvara känsligare ur damningsbenägenhetssynpunkt för förändringar i största stenstorlek än ändra.Grundämnesanalys visar att partiklar större än ca 1 ?m helt domineras av element från stenmaterialet ibeläggningen. Svavel, som kan tänkas härröra ur däck och/eller bitumen utgör oftast en betydande andelav partiklarna under 1 ?m, medan zink, som kan härledas till däckgummit, återfinns i relativt småmängder främst i de grövre fraktionerna.Specialtester inom den norska delen av projektet visar att ökad dubbdäcksandel ökar partikelbildningenoch att odubbade vinterdäck och sommardäck som testas på en av de norska beläggningarna resulterar ica 15 gånger lägre PM10-koncentrationer än vid dubbdäcksanvändning och en högre andel fina partiklar.Vid alla tester med dubbdäck bildas även ultrafina partiklar. Källan är ännu okänd, men tester medporfyrbeläggningarna resulterar i högre halter än för kvartsit- och mylonitbeläggningarna.

Since 2005 Sweden has an environmental quality standard for inhalable particles (PM10), based on an EC directive. In Sweden, road dust is an important local source of norm exceedance, which has highlighted the negative effects of studded tyres, but also initiated research and development for other ways to reduce the formation and distribution of road dust to our ambient air. More than 100 000 tons of road pavement is worn each season. Some of this material is PM10 from the start, while other material has the potential to be ground down by the traffic to PM10. Reducing road pavement dust formation propensity is therefore a potential measure studied in this project. Eight surfaces of SMA-type (stone mastic asphalt) were tested in the VTI road simulator for particle formation to determine both the impact of the largest stone size and the influence of rock material properties. As a complement to analyze the impact of technical properties of different stone materials, data from nine additional pavements tested in other projects were used. The results show that larger largest stone size generally leads to lower particulate emissions and that the stone material Nordic ball mill value is a useful measure for estimating a stone material dust formation propensity. In the pavements with 11 mm largest stone size, the Nordic ball mill value can explain 70% of the variation in PM10 at 50 km/h. The results are not conclusive, suggesting that some material may be more sensitive for changes in the largest stone size than others. Elemental analysis shows that particles larger than about 1 micron are completely dominated by elements originating in the aggregates of the pavement. Sulfur, which may originate from tyres and/or bitumen is usually a significant contribution to particles below 1 micron, while zinc, which can be traced to tyre rubber, is found in relatively small amounts mainly in the coarser fractions. Special tests in the Norwegian part of the project show that increased studded tyre percentage increases particle formation and that when non-studded winter tires and summer tires are tested on one of the Norwegian pavements, this results in about 15 times lower PM10 concentrations than with use of studded tyres and a higher proportion of fine particles. In all tests with studded tyres also ultrafine particles are formed. The source is still unknown, but tests with the porphyry pavements result in higher concentrations than for quartzite and mylonite pavements.

Appendix 1 till: "Effekter av dammbindning av belagda vägar" av Mats Gustafsson, Göran Blomqvist, Per Jonsson & Martin Ferm.

Syftet med föreliggande litteraturstudie är att få en aktuell bild av kunskapen kring effekter av de olika typer av dammbindningsmedel, som av Vägverket bedöms som mest intressanta för användning på belagda vägar.

Inandningsbara partiklar från vägdamm är ett hälsoproblem och en viktig orsak till att miljökvalitetsnormen för partiklar i utomhusluft inte nås i Sverige. Bildningen av vägdamm längs belagda vägar i de nordiska länderna är i stor utsträckning kopplad till dubbdäcksanvändning och vinterdrift av vägar, som till exempel sandning och saltning. Vägdamm på vägytan virvlas upp av trafiken. För att minska uppvirvlingen används bland annat kemisk dammbindning, som innebär att en lösning sprayas på vägbanan som därigenom hålls fuktig och dammet förhindras att virvla upp. Främst används kloridsalter (magnesium- och kalciumklorid) som traditionellt används för dammbindning av grusvägar men även andra mer miljövänliga alternativ har provats. Alla uppges fungera för dammbindning men vissa problem har uppstått med friktionssänkning, vilket bidragit till en osäkerhet kring användningen, särskilt på vägar med hög hastighet.

Syftet med denna rapport är att utreda vilket dammbindningsmedel som har bäst effekt och samtidigt inte äventyrar trafiksäkerheten genom friktionssänkning.

En litteraturundersökning avseende effekter av dammbindningsmedel föregick fältförsöken i denna studie. I fältförsöken testades fyra medel, kalciumklorid (CaCl2, magnesiumklorid (MgCl2), kalciummagnesiumacetat (CMA) och sockerlösning på en nordsydlig sträckning av riksväg 34 sydväst om Linköping. Varje medel lades ut sex gånger. Dosen var 20 g/m2 och utläggningen skedde på var sin 600 m lång sträcka. Partikelhalterna (PM10) mättes med TEOM i mitten av provsträckorna och jämfördes med halterna på en referenssträcka och halterna före behandlingen. Partikelprover togs nära vägen med aktiva och passiva provtagare och vid ett par tillfällen efter sista behandlingen provtogs även dammet på vägytan. Friktionen mättes vid tre utläggningstillfällen med SAAB friction tester (SFT). Friktionstest utfördes även på det ligninbaserade dammbindningsmedlet Dustex.

Resultaten visar att de provade dammbindningsmedlen har en likartad PM10-sänkande effekt (ca 35–40 %) första dygnet efter utläggning. Efter andra utläggningen är effekten så stor som ca 60 procent, vilket kan tyda på en ackumulerad effekt. Effekten avtar under

3–4 dygn.

CMA har initialt lägst friktionsvärden, medan CaCl2, som appliceras i lägre koncentration, har högst friktion. Friktionen på kloriderna ökar långsamt, medan CMA, socker och Dustex påverkas snabbare av trafikens och meteorlogins upptorkande effekt. Medlen sprids till omgivningen, men depositionen avtar snabbt med avståndet från vägen. Mätningar på vägytan visar att medlen finns kvar, särskilt utanför hjulspåren (vägmitt) även 20 dagar efter utläggning.

Valet mellan de här provade dammbindningsmedlen påverkas alltså främst av friktionsresultaten, men effekter på miljö, korrosion och inte minst ekonomi måste vägas in vid val av dammbindningsmedel. Med beaktande av friktionsresultaten kan kloriderna främst rekommenderas i trafikmiljöer där miljöhänsyn och korrosion inte är prioriterade hänsyn, medan CMA och socker kan rekommenderas där dessa hänsyn är viktiga.

Inhalable particles from road dust is a health problem and a major cause of the environmental quality standard for particles in outdoor air not being reached in Sweden. Formation of road dust along paved roads in the Nordic countries is largely related to the use of studded tires and winter operation of highways, such as sanding and salting. To reduce dust suspension chemical dust control is sometimes used, meaning that a chemical solution is sprayed onto the road which is thus kept moist and dust is prevented from whirling up. Mainly, chloride salts are used, but also more environmentally friendly alternatives have been tested. All are stated to operate for dust control, but some problems have arisen with friction reduction, which have contributed to the uncertainty surrounding their use. The purpose of this report is to investigate which dust control agents that have the best effect, while not compromising road safety by reducing friction. A literature survey on the effects of dust control agents was made prior to field trials in this study. This survey is annexed to this report. In the field experiments four dust binders were tested; calcium chloride (CaCl2), magnesium chloride (MgCl2), calcium magnesium acetate (CMA) and sugar solution on a road south of Linköping.

In order to increase knowledge of how fuel consumption corresponds to pavement type, the Swedish National Road and Transport Research Institute was consulted to investigate the difference between an asphalt and a concrete pavement. Measurements were made north of Uppsala, Sweden, where a highway stretch includes both types of pavements. In a previous study a method was developed to measure fuel consumption with high precision. According to the method, measurements are made repeatedly with a 1992 Volvo 940 that carries instrumentation for precise measurement of speed, fuel consumption, fuel temperature, distance travelled etc. Measurements were made at 90 km/h. Prior to the measurements, pilot trials were conducted to calibrate the methodology and to get a first idea of possible differences between the pavements. The trials indicated that there was a difference which led to that a full scale study was initiated. It was concluded that differences were related to differences in pavement texture. A Road Surface Tester (RST) vehicle was used to investigate these properties (i.e. Mean Profile Depth, MPD). These measurements revealed that the two pavements were more or less identical in terms of slope along and across the lanes, while the asphalt pavement had rougher macro texture (MPD) than the concrete pavement.

Particles from road and tire wear have in recent years come to the fore as an important and relatively unexplored contribution to air particulate pollution. Mechanically generated wear particles are relatively coarse (>0.5 microns), but in controlled trials in VTI's road simulator it has been found that an ultra-fine fraction (< 100 nm) of particles is formed from tyre and pavement wear. This project was initiated to identify the source of these nanoparticles. The results show that the nanoparticles of the size 30-50 nm occur only from tests with studded tyres. One of the two tested Nordic unstudded winter tyres produced an even finer particle fraction (<10 nm), while the other unstudded winter tyre type did not give rise to nanoparticles. Tests with summer tyres did not result in the formation of nanoparticles. It is clear that the fine particle fraction contains higher relative concentrations of sulphur, which is present at relatively high levels in both bitumen and tyres. It is unclear whether the ultrafine particles formed from studded tyre wear of road pavement in the road simulator also occur in real traffic. If so, this may affect the assessment of health effects from different traffic related particle sources.

Studded tyre wear of road pavements cause emissions of inhalable particles (PM10). Allowed concentration of PM10 is regulated by an EU directive which is implemented in an environmental quality standard in Sweden. One way of reducing pavement wear particles is to adjust the properties of the road pavement. In the present project the effect on particle emission from mixing milled tyre rubber into the pavement bitumen has been investigated. Tests were made using the VTI road simulator with one pavement containing rubber and one reference pavement. The concentrations and size distributions of the emitted particles were measured and their chemical and morphological properties examined. Altogether, the results show that mixing rubber into the pavement bitumen results in lower emissions of both PM10 and ultrafine particles, while there were no significant differences between their chemical compositions.

During the last years it has become evident that wear particles from road pavements, tires, brakes, and road maintenance strongly contribute to episodes with very high concentration of inhalable particles (PM10) in outdoor air. These episodes normally occur during dry periods in winter and spring when accelerated wear and particle production occurs due to the use of studded tires and winter gritting. A lot of new knowledge about wear particles is needed in order to develop cost-efficient measures to deal with them. A great advantage is the possibility to study aerosols from each source both separately and in different combination in a controlled environment. At VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) a road simulator, previously used for pavement and tire wear studies, is used as a wear particle generator. Measurements of PM10 in the road simulator hall have been used to study the influence of pavement properties, tire type, and vehicle speed on pavement wear. In several cities in Sweden, different winter maintenance chemicals (e.g., calcium magnesium acetate and magnesium chloride) have recently started to be used as dustbinders in springtime in order to abate the dust problem. Also other measures aiming at abating road dust concentrations are under way, including reduced studded tire use and speed reductions. In this paper compilations of results from several recent research projects and field case studies will be presented. Different pavements, tires, winter maintenance abrasive material, as well as measures like reduced studded tire wear and chemical dustbinding are discussed.

A new technique to sample dust on road surfaces is presented. It is based on the use of water to wash a road surface, hence the name wet dust sampler (WDS). The sample water is collected allowing for a range of analyses. The WDS is a prototype, and this technical note describes the development of the equipment, problems encountered, performance and repeatability, and suggested areas of use.

Biofuels in the transport sector have been known as alternatives to gasoline and diesel for a long period of time. However, the use of these fuels in significant amounts has only recently commenced. The development in Sweden can be traced to a desire to decrease oil dependency and emissions of green house gases. Biofuels have the potential to contribute to that these goals are met. Sweden's national goal 2003 concerning the use of biofuels was 3 percent of all fuels in the road transport sector. The actual use reached 2.5 percent. Within the EU the goal is set to 5.75 percent by the end of 2010. The biofuels that are most commonly discussed in national and international perspectives are reviewed in his report. The aim of the report is to provide an overview of trends, use and potentials for biofuels. A distinction is made between those biofuels that are commercially available today (first generation) and those that will be introduced in the future (second generation). First, a general overview of the fuels' production processes and properties is given, and then of production costs and lifecycle perspectives. Effects of biofuels on the environment are discussed and also use and potentials in Sweden, Europe and in the world.